WO2014142271A1 - 測量装置 - Google Patents

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WO2014142271A1
WO2014142271A1 PCT/JP2014/056773 JP2014056773W WO2014142271A1 WO 2014142271 A1 WO2014142271 A1 WO 2014142271A1 JP 2014056773 W JP2014056773 W JP 2014056773W WO 2014142271 A1 WO2014142271 A1 WO 2014142271A1
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WO
WIPO (PCT)
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point
coordinate value
physical quantity
measurement
measurement point
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/056773
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕明 杉原
Original Assignee
シナノケンシ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シナノケンシ株式会社 filed Critical シナノケンシ株式会社
Publication of WO2014142271A1 publication Critical patent/WO2014142271A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00

Definitions

  • the present invention relates to a surveying instrument that measures physical quantities by applying solid coordinate measurement.
  • the physical quantity include length, angle, area, volume, horizontality, azimuth angle, coordinate value, two-dimensional shape data, and three-dimensional shape data.
  • rulers As tools for measuring these physical quantities, there are object differences, rulers, curved measures, tape measures, laser distance meters, etc. for measuring lengths, protractors, triangle rulers, transit etc. for measuring angles, horizontal, Examples of measuring the vertical include a level and swinging down, and examples of measuring the azimuth include an azimuth magnetic needle and a gyrocompass.
  • a metal tape measure or a laser distance meter having a bowl-shaped cross section is widely used.
  • the tools described above are specialized in measuring specific physical quantities. Taking the case of measuring the length with a tape measure as an example, it is easy to measure the distance between two specific points and read it as a numerical value. It is difficult to execute a single tape measure when finding a point 1 m directly above. In these cases, in addition to the tape measure, it is necessary to combine a compass and a downward swing, but the operation of using a plurality of tools at the same time is extremely complicated.
  • the origin of the tape measure is set to one of the two points.
  • An operation of pulling the tape measure to the other point after fixing to the point is necessary.
  • the tape measure origin is equipped with parts to assist fixing, it is not universal and often requires some kind of setup to fix the origin. And after measuring the length, the origin of the tape measure that had been fixed must be released. For this reason, two steps of fixing and releasing the origin are required.
  • the measurer himself / herself who wants to measure the distance must make at least one round trip between the two points, the man-hour required to move the measurer cannot be ignored if the distance between the two points increases.
  • the area of a triangle formed by three specific points can be obtained by calculation if the length of the three sides is known.
  • the operations of measuring the length with a tape measure, etc., “recording the measured length”, and “calculating based on the recorded length of three sides” are required.
  • the measurer may make a mistake for each of “when measuring”, “when recording”, and “when calculating”, and the measurer has appropriate skills to prevent inaccurate results. Required.
  • the present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide a surveying apparatus that can measure a physical quantity based on a measurement point by a simple method.
  • the surveying apparatus of the present invention is a surveying apparatus that calculates a physical quantity based on the positional relationship of measurement points, and includes point specifying means for specifying points, and point coordinates for measuring the coordinate values of the points specified by the point specifying means
  • a value measuring means a point coordinate value storing means for storing point coordinate values, an information output means for outputting information to the outside of the surveying instrument, an instruction input means for inputting an instruction from the outside of the surveying instrument, and a surveying instrument
  • a control means for controlling the operation, and the control means inputs a measurement point designation completion instruction, which is an instruction that the point currently designated by the point designation means is a measurement point, through the instruction input means.
  • the point coordinate value is measured by the point coordinate value measuring unit, and the point coordinate value is stored in the point coordinate value storing unit as the measurement point coordinate value.
  • Memorized measurement point coordinates When the physical quantity calculation instruction, which is an instruction to calculate the physical quantity based on the input, is input through the instruction input unit, the physical quantity is calculated based on the measurement point coordinate value stored in the point coordinate value storage unit. It is characterized in that a physical quantity calculation output process for outputting the physical quantity through the information output means is performed.
  • This configuration allows the user of the surveying instrument to calculate physical quantities simply by sequentially specifying the measurement points desired to be measured and measuring their coordinates.
  • the surveying device of the present invention is a surveying device that calculates a physical quantity based on the positional relationship between measurement points, and measures a point designating unit that designates a point and the coordinate value of the point designated by the point designating unit.
  • Point coordinate value measuring means point coordinate value storing means for storing point coordinate values, information output means for outputting information to the outside of the surveying instrument, instruction input means for inputting instructions from the outside of the surveying instrument, and surveying Control means for controlling the operation of the apparatus, and the control means sends a measurement point designation completion instruction, which is an instruction that the point currently designated by the point designation means is a measurement point, through the instruction input means.
  • the point coordinate value is measured by the point coordinate value measuring unit, and the point coordinate value is measured and stored in the point coordinate value storing unit as the measurement point coordinate value.
  • Measurements stored in the means The physical quantity is calculated based on the coordinate value and the current measurement point coordinate value measured by the point coordinate value measurement means for the current measurement point that is the point currently designated by the point designation means, and the calculated physical quantity is currently measured. It is characterized in that a current measurement point physical quantity output process for outputting the point physical quantity through the information output means is performed.
  • the user of the surveying apparatus can change the current measurement point while checking the calculated physical quantity output to the information output means.
  • the surveying device of the present invention is a surveying device that calculates a physical quantity based on the positional relationship between measurement points, and measures a point designating unit that designates a point and the coordinate value of the point designated by the point designating unit.
  • Point coordinate value measurement means point coordinate value storage means for storing point coordinate values
  • desired physical quantity storage means for storing a desired physical quantity that is a target physical quantity for calculation, and information for outputting information to the outside of the surveying instrument Output means
  • instruction input means for inputting an instruction from the outside of the surveying instrument
  • control means for controlling the operation of the surveying instrument.
  • the control means inputs a desired physical quantity through the instruction input means, When a desired physical quantity input process to be stored in the physical quantity storage means is performed and a measurement point designation completion instruction that is an instruction that the point currently designated by the point designation means is a measurement point is input through the instruction input means,
  • the coordinate value measuring means measures the coordinate value of the point, performs a measurement point coordinate value measurement process in which the coordinate value of the point is stored in the point coordinate value storage means as a measurement point coordinate value, and is stored in the point coordinate value storage means Calculates the physical quantity as the current measurement point physical quantity based on the measurement point coordinate value and the current measurement point coordinate value measured by the point coordinate value measurement means for the current measurement point that is the point currently designated by the point designation means.
  • Comparison information which is a result of comparing the current measurement point physical quantity with the desired physical quantity, or guidance information indicating how the current measurement point should be changed to match the current measurement point physical quantity with the desired physical quantity
  • the present invention is characterized in that current measurement point guidance output processing for outputting the information through the information output means is performed.
  • the user of the surveying apparatus can store the desired physical quantity in the surveying apparatus in advance, so that the difference between the desired physical quantity and the current measurement point can be known through the information output means. It is possible to reach a point where the desired physical quantity is reached.
  • the above surveying apparatus is characterized in that the point designation means is provided with a sensor, and the control means performs control so that it is considered that a measurement point designation completion instruction is inputted when the sensor reacts.
  • the user of the surveying instrument can measure the coordinates by causing the sensor to react by, for example, bringing the point designating unit of the surveying instrument into contact with the measurement point when designating the measurement point.
  • a more convenient device can be provided.
  • control means in the measurement point coordinate value measurement process, when the change amount of the coordinate value continuously measured by the point coordinate value measurement means is less than or equal to a predetermined value, It is characterized in that control is performed so that a measurement point designation completion instruction is input.
  • the user of the surveying instrument can measure coordinates by designating the measuring point by touching the point designating unit of the surveying instrument to the measuring point so as not to move it for a predetermined time. Therefore, it becomes possible to provide a more convenient device.
  • the surveying apparatus further includes a laser distance meter, and the control means considers that a measurement point designation completion instruction has been input when the distance measurement by the laser distance meter is performed, and further the laser distance measurement. It is characterized in that control is performed so that a target point measured by a meter is regarded as a measurement point.
  • This configuration makes it possible to perform coordinate measurement using a point that is far from the user of the surveying instrument or a point that is difficult to reach due to an obstacle as a measurement point, and can be used in a wider range.
  • the surveying apparatus is characterized in that the control means further performs a coordinate reference designating process for designating a point serving as a reference of the coordinate system of the point coordinate value measuring means.
  • This configuration makes it possible to set a coordinate system based on specific points, straight lines, and planes, and makes surveying work around buildings and indoors easier.
  • the surveying apparatus described above is characterized in that it further comprises one or both of a direction detecting means and a gravity direction detecting means.
  • This configuration enables surveying work based on the longitude and latitude altitude of the earth.
  • the physical quantity is one of length, area, volume, surface area, angle, horizontality, azimuth angle, coordinate value, two-dimensional shape data, or three-dimensional shape data. It is characterized by.
  • the point specifying means has a writing function.
  • a physical quantity based on a measurement point can be measured by a simple method.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an aspect of an embodiment of the present invention in Example 1.
  • FIG. It is a figure (a point designation means is rod shape) showing the aspect of embodiment of this invention in Example 1.
  • FIG. It is a figure showing the aspect of embodiment of this invention in Example 1 (a point designation
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an aspect of an exemplary embodiment of the present invention in Example 2.
  • 6 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention in Example 2.
  • FIG. It is sectional drawing showing the other aspect (mechanical pen) of embodiment of this invention in Example 2.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an aspect of an exemplary embodiment of the present invention in Example 2.
  • 6 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention in Example 2.
  • FIG. It is sectional drawing showing the other aspect (ball-point pen) of embodiment of this invention
  • the physical quantity to be measured and the type of the physical quantity are determined, the coordinate values of a plurality of “points” required according to the type of the physical quantity to be measured are respectively measured, and the measured coordinates This is realized by calculating a physical quantity based on the value.
  • the “point” at which the coordinate value is measured in order to calculate the physical quantity is defined as the “measurement point”. For example, when measuring the length between two points, each of the two points is a measurement point. Similarly, when measuring the area of a triangle, each of the three vertices of the triangle is a measurement point.
  • the basic principle of the embodiment of the present invention is “measurement point coordinate value measurement” “measured coordinate value storage” “physical quantity calculation based on stored coordinate value”.
  • the measurement of coordinate values includes both a relative method and an absolute method.
  • a relative method a method of measuring a coordinate value in a virtual three-dimensional coordinate with electromagnetic waves or ultrasonic waves and a method of integrating the measured values of an acceleration sensor can be applied.
  • an absolute method a method of measuring coordinate values as longitude / latitude altitude information of the earth by a method using GPS, Loran, or a mobile phone base station radio wave is applicable.
  • the virtual three-dimensional coordinate system can be converted into the longitude and latitude altitudes of the earth, so that guidance information described later can be expressed by directions and altitudes.
  • the user can arbitrarily set the coordinate system used in the measurement of the coordinate values according to the embodiment of the present invention. For example, if you want to place a desk indoors with reference to a specific wall or column, it is better to set the coordinate system based on the plane of the wall and measure the coordinate value than to detect the correct orientation and vertical. This is because it is efficient.
  • the fixed measurement point physical quantity calculation mode is a mode in which all measurement points are determined in advance and the physical quantity is calculated based on the coordinate values of those measurement points. For example, it corresponds to the case of measuring the length between two specific points or the case of measuring the area based on the vertices of a triangle.
  • the variable final measurement point physical quantity calculation mode is determined by excluding the last one (physical quantity determination measurement point) from the types of desired physical quantity and the measurement points necessary to calculate the physical quantity.
  • the coordinate value of the current measurement point is regarded as the current measurement point coordinate value, assuming that the point specified by the point specification means of the device (current measurement point) is the last one of the necessary measurement points (physical quantity determination measurement point).
  • a physical quantity is measured based on the current measurement point coordinate value and the coordinate value stored in the point coordinate value storage means, and output to the information output means.
  • variable final measurement point guidance mode is similar to the variable final measurement point physical quantity calculation mode, but the final physical point (desired physical quantity), its type, and the last one of the measurement points required to calculate the desired physical quantity ( If the physical quantity is determined except for the physical quantity determination measurement point), the physical quantity is calculated by considering the current measurement point as the physical quantity determination measurement point (current measurement point physical quantity), and the desired physical quantity is compared with the current measurement point physical quantity. This is a mode for outputting to the information output means how much the current measurement point is moved in which direction and how much it reaches the point where the desired physical quantity is obtained (guidance information).
  • coordinate value measurement and physical quantity calculation at the current measurement point are performed continuously at regular time intervals, the latest guidance information is always output to the information output means, and the user is output to the information output means While confirming the guidance information, the current measurement point can be arbitrarily moved to find a point where a desired physical quantity can be obtained. For example, when searching for a point 10 m away from a certain point, a physical quantity of 10 m is input to the surveying device in advance, and the corresponding point is searched according to the guidance of the surveying device.
  • the result (comparison information) of comparing the current measurement point physical quantity with the desired physical quantity may be output instead of the guidance information. Since the user can know the difference between the current measurement point and the point where the desired physical quantity can be obtained from the comparison information, there are obstacles (walls, grooves, etc.) between the current measurement point and the point where the desired physical quantity can be obtained. In this case, it is easy to take measures based on the difference.
  • the present surveying apparatus a surveying apparatus according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present surveying apparatus) will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a diagram showing a concept of a surveying instrument according to an embodiment of the present invention.
  • the entire surveying apparatus 11 includes a point coordinate value measuring unit 12, a point specifying unit 13, a point coordinate value storing unit 14, an information output unit 15, and an instruction input unit 16 that are controlled by the control unit 18.
  • the control means 18 corresponds to an embedded computer composed of a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like.
  • the point designating means 13 is for indicating the point where the user of the surveying instrument wants to obtain coordinate values.
  • the point coordinate value measuring means 12 is for measuring the coordinate value of the point designated by the point designating means 13.
  • the measurement principle of the coordinate value is not specified. Any function that can obtain coordinate values in an arbitrary three-dimensional coordinate system is applicable.
  • the point coordinate value storage means 14 stores the coordinate values of the points measured by the point coordinate value measurement means 12, and is mainly intended to store the measurement point coordinate values, but is not limited thereto.
  • the point coordinate value storage means 14 corresponds to a flash memory, an HDD (Hard-Disc-Drive), a battery backup RAM, or the like. It can also be part of the control means 18.
  • the information output means 15 transmits information to the user. Applicable to liquid crystal displays or speakers.
  • the instruction input means 16 receives an instruction from the user.
  • a switch, a touch panel, or a microphone is applicable.
  • FIG. 2 is substantially the same as FIG. 1, but the desired physical quantity storage means 17 is added.
  • the desired physical quantity storage means 17 stores a desired physical quantity that is determined in advance as a surveying condition by the user, and corresponds to a flash memory, an HDD, a battery backup RAM, or the like.
  • the desired physical quantity storage unit 17 can be a part of the control unit 18 as in the example shown in FIG.
  • Example 1 In the first embodiment, the operations of the fixed measurement point physical quantity calculation mode, the variable final measurement point physical quantity calculation mode, and the variable final measurement point guidance mode will be described based on FIGS. 3, 4, and 5.
  • This mode corresponds to the case where all measurement points are determined in advance. That is, the user wants to obtain the physical quantity as a numerical value.
  • the user measures the area of a triangle formed by three points A, B, and C.
  • the user first turns on the surveying instrument. At this time, initialization is performed. Thereafter, the user instructs the surveying apparatus to “calculate the triangular area based on the three-point coordinate values”.
  • the user moves to the vicinity of the point A with the surveying instrument and brings the point designating means 13 into contact with the measurement point.
  • the point designating means 13 is arranged at one corner in front of the lower surface of the surveying instrument.
  • the point designating means 13 can be pulled out to have a sharp tip.
  • a switch (not shown) detects this extraction operation, and when it is as shown in FIG. 4, the control means 18 performs control so that a sharp tip becomes a point for measuring coordinate values.
  • the user gives a measurement point designation completion instruction to the surveying instrument through the instruction input means 16. That is, the user's instruction is “Measure the coordinate value using the point currently pointed by the point designating means 13 as a measurement point”.
  • a sensor may be provided in the point specifying means 13 as shown in FIG. This sensor detects that a pressing force of a certain level or more is applied when the point designating unit 13 contacts the measurement point, and automatically considers that the above-mentioned measurement point designation completion instruction is input. Specifying measurement points becomes easier. You may employ
  • the coordinate value measurement by the point coordinate value measuring means 12 is continuously performed, and when the amount of change in the coordinate value within a predetermined time is equal to or less than the predetermined value, the above measurement point designation completion instruction is automatically input. It may be considered as what has been done.
  • This makes it possible to specify the measurement point by a method in which the measurement point is held for a predetermined time while being in the state specified by the point specifying means 13, and is further simplified. In particular, when the measurement point is soft, it is preferable to prevent the measurement point from being moved or damaged by the pressing force.
  • a laser distance meter may be used in place of the point specifying means 13 as shown in FIG.
  • the point irradiated by the laser beam 13a becomes the measurement point, and it can be considered that the measurement point designation completion instruction is input when the laser distance meter completes the distance measurement.
  • the control means 18 controls the distance measured by the laser distance meter to be used for the coordinate value measured by the point coordinate value measuring means 12.
  • the switch for detecting the pulling operation of the point designating means 13 may be controlled so that the laser rangefinder does not operate when the sharp tip is protruding. In this way, it can be seen at a glance whether or not the laser rangefinder is operable, so that it is possible to prevent an accident in which a laser beam is accidentally radiated to surrounding people.
  • the user moves to the vicinity of the point B with the surveying instrument, and similarly measures the coordinate value with the point B as the second measuring point.
  • the coordinate value of the point B is also stored in the point coordinate value storage unit 14 as the measurement point coordinate value.
  • the user moves to the vicinity of the point C with the surveying instrument, and similarly measures the coordinate value with the point C as the third measuring point.
  • the coordinate value of the point C is also stored in the point coordinate value storage unit 14 as the measurement point coordinate value.
  • the surveying apparatus calculates the area of the triangle based on the coordinate values of the measurement points A, B, and C stored in the point coordinate value storage unit 14 and outputs the calculated area to the information output unit 15. .
  • the user obtains the output area, and the series of surveying work ends.
  • the third measurement point can be obtained even if the user does not explicitly issue a physical quantity calculation instruction to the surveying instrument.
  • the area of the triangle may be calculated and output to the information output means 15.
  • This mode corresponds to the case where the measurement points are determined in advance except for the last one. That is, the user assumes a physical quantity as a numerical value to some extent and wants to determine the last measurement point while actually measuring the physical quantity.
  • a physical quantity as a numerical value to some extent and wants to determine the last measurement point while actually measuring the physical quantity.
  • the user measures the area of a triangle formed by three points A, B, and C.
  • the user first turns on the surveying instrument. At this time, initialization is performed. Thereafter, the user instructs the surveying apparatus to “calculate the triangular area based on the three-point coordinate values”. At this time, an instruction that “the last one point is variable” is also given.
  • the user moves to the vicinity of the point A with the surveying instrument and brings the point designating means 13 into contact with the point A.
  • the point designating means 13 With respect to the point designating means 13, the description with respect to FIGS. 3 to 5 described above is similarly applied.
  • the user gives a measurement point designation completion instruction to the surveying instrument through the instruction input means 16.
  • coordinate value measurement is performed using the point A as the first measurement point, and this coordinate value is stored in the point coordinate value storage unit 14 as the measurement point coordinate value.
  • the user moves to the vicinity of the point B with the surveying instrument, and similarly measures the coordinate value with the point B as the second measuring point.
  • the coordinate value of the point B is also stored in the point coordinate value storage unit 14 as the measurement point coordinate value.
  • the point designation means 13 of the surveying instrument regards the point currently pointed (current measurement point) as the remaining one measurement point (physical quantity determination measurement point) and measures the coordinate value to calculate the physical quantity. (Current measurement point physical quantity) and output to the user through the information output means 15. Since the coordinate value measurement, current measurement point physical quantity calculation, and output to the user are performed continuously at regular time intervals, the user can arbitrarily position the surveying instrument while judging the current measurement point physical quantity to be output. It is possible to search for a point C where a desired physical quantity can be obtained by changing to.
  • variable final measurement point guidance mode This mode is similar to the variable final measurement point physical quantity calculation mode described above, but differs in that a desired physical quantity is determined in advance.
  • This mode corresponds to a case where a desired physical quantity and measurement point are determined in advance except for the last one (physical quantity determination measurement point). That is, it is a case where the user clearly recognizes a desired physical quantity as a numerical value and wants to search for a physical quantity fixed measurement point.
  • the user measures the area of a triangle formed by three points A, B, and C.
  • the user first turns on the surveying instrument. At this time, initialization is performed. Thereafter, the user instructs the surveying apparatus to “calculate the triangular area based on the three-point coordinate values”. At this time, a specific numerical value of the desired physical quantity is input and stored in the desired physical quantity storage means 17 (desired physical quantity input process), and an instruction that “the last one point is variable” is also performed. In the configuration of FIG. 1, a function corresponding to the desired physical quantity storage unit 17 is included in a part of the control unit 18.
  • the user moves to the vicinity of the point A with the surveying instrument and brings the point designating means 13 into contact with the point A.
  • the point designating means 13 With respect to the point designating means 13, the description with respect to FIGS. 3 to 5 described above is similarly applied.
  • the user gives a measurement point designation completion instruction to the surveying instrument through the instruction input means 16.
  • coordinate value measurement is performed using the point A as the first measurement point, and this coordinate value is stored in the point coordinate value storage unit 14 as the measurement point coordinate value.
  • the user moves to the vicinity of the point B with the surveying instrument, and similarly measures the coordinate value with the point B as the second measuring point.
  • the coordinate value of the point B is also stored in the point coordinate value storage unit 14 as the measurement point coordinate value.
  • the point designation means 13 of the surveying instrument regards the point currently pointed (current measurement point) as the remaining one measurement point (physical quantity determination measurement point) and measures the coordinate value to calculate the physical quantity.
  • the desired physical quantity stored in the desired physical quantity storage means 17 is compared with the current measurement point physical quantity, and the current measurement point physical quantity is determined as the desired physical quantity by moving the surveying apparatus in which direction and how much. Whether they match (guidance information) is output to the user through the information output means 15.
  • the comparison result (comparison information) other than the guidance information may be output through the information output means 15.
  • This "current measurement point coordinate value measurement”, “current measurement point physical quantity calculation”, “comparison with desired physical quantity”, “guidance information to user, output of comparison information” is performed continuously at regular time intervals.
  • the person can change the position of the surveying instrument arbitrarily while judging the guidance information and the comparison information to be output, and search for a point C at which a desired physical quantity can be obtained.
  • the user can also know the difference between the current measurement point and the point where the desired physical quantity can be obtained from the comparison information, there are obstacles (walls, grooves, etc.) between the current measurement point and the point where the desired physical quantity can be obtained. When it exists, it becomes easy to take measures based on the difference.
  • the above-described guidance information may be indicated by a local reference. This is the case, for example, with reference to a specific building wall or pillar.
  • the user sets the surveying apparatus to the coordinate reference designation mode through the instruction input means 16, designates the wall surface to be used as the reference by the point designation means 13, and “the point designation means 13 is currently designated.
  • azimuth detection means azimuth sensor
  • gravity direction detection means G sensor
  • Measurement point designation method with laser distance meter In the above-described fixed measurement point physical quantity calculation mode, a measurement point designation method using a laser distance meter will be described using an example in which the user similarly measures the area of a triangle composed of three points A, B, and C. To do.
  • the user first turns on the surveying instrument. At this time, initialization is performed. Thereafter, the user instructs the surveying apparatus to “calculate the triangular area based on the three-point coordinate values”.
  • the user moves to the vicinity of the point A with the surveying instrument, points the laser beam receiving / emitting unit 13b to the point A, and operates a laser distance measuring switch (not shown).
  • the user Since the laser beam 13a as visible light is emitted from the laser beam receiving and emitting unit 13b, the user keeps this state for a certain period of time so that the laser beam 13a is irradiated to the point A.
  • control means 18 measures the distance L between the laser beam receiving / emitting unit 13b and the point A, and also measures the coordinate value P of the surveying instrument 10 at this time. Thereafter, the emission of the laser beam 13a is finished.
  • the control means 10 obtains the direction V of the laser beam 13a emitted from the surveying instrument 10 by the azimuth detecting means (not shown) and the gravitational direction detecting means (not shown), so that the measured coordinate value P of the surveying instrument 10 is obtained. By adding the values based on L and V described above, the coordinate value of the point A is obtained.
  • the user can designate the point A as a measurement point without directly contacting the surveying instrument 10 with the point A, there is an obstacle (such as a groove or a fence) between the user and the point A. Is preferred.
  • point B and point C as measurement points, the area of the triangle formed by point ABC can be obtained.
  • the user has moved to the vicinity of the point A, but it is also possible to specify the points A, B, and C as measurement points while remaining in one place without moving. In this case, since the user does not need to move, the surveying efficiency is greatly improved.
  • the user first turns on the surveying instrument. At this time, initialization is performed. Thereafter, the user instructs the surveying instrument to “calculate the two-segment intersection angle calculation using the three-point coordinate value”.
  • the user moves to the vicinity of the point A with the surveying instrument, and brings the point specifying means 13 into contact with the point A which is the measurement point.
  • This point A is treated as a point constituting an angle to be measured (a point where line segments intersect).
  • the user gives a measurement point designation completion instruction to the surveying instrument through the instruction input means 16. That is, the user's instruction is “Measure the coordinate value using the point currently pointed by the point designating means 13 as a measurement point”.
  • designated method of a measurement point it is the same as that of description of the fixed measurement point physical quantity calculation mode.
  • the measured coordinate value is stored in the point coordinate value storage unit 14 as the measurement point coordinate value of the point A. Subsequently, the coordinate values of point B and point C are similarly measured as measurement points and stored in the point coordinate value storage unit 14.
  • the user instructs the surveying device through the instruction input means 16 here to calculate the physical quantity. To do.
  • the surveying apparatus calculates the angle BAC based on the coordinate value of the measurement point ABC stored in the point coordinate value storage unit 14 and outputs it to the information output unit 15. The user obtains this output angle, and the series of surveying work ends.
  • the angle BAC may be calculated and output to the information output means 15 when the coordinate value of the point C, which is a measurement point, is measured.
  • Example 2 is a writing instrument type surveying instrument as shown in FIGS. This form was adopted on the assumption that it would be easier to handle compared to a surveying device having a battledore-like box-type housing as shown in Example 1. Since the basic measurement operation is the same as that of the first embodiment, differences from the first embodiment will be described.
  • the point designating means 13 is in contact with the sensor 13c inside, and is provided so that the sensor 13c reacts when the point designating means 13 is pressed in the axial direction.
  • the sensor 13c may also detect a pressure in a direction (circumferential direction) perpendicular to the axial direction in addition to the axial pressing of the point specifying means 13.
  • a pressure in a direction (circumferential direction) perpendicular to the axial direction in addition to the axial pressing of the point specifying means 13.
  • it can be specified as a measurement point by pressing the entire surveying instrument linearly in the circumferential direction while piercing the measurement point with the tip of the point specifying means 13.
  • it may be specified as a measurement point by holding the state of pressing in the circumferential direction for a certain time or more.
  • a special function may be assigned to moving the surveying instrument while repeatedly pressing or pressing within a certain time, such as double clicking or dragging a mouse button of a personal computer.
  • the pressing in the circumferential direction is not limited to a straight line, but may be a rotational movement that traces an arc. In this case, it is more preferable to provide different functions in the clockwise direction and the counterclockwise direction.
  • the information output means 15 and the instruction input means 16 can be arranged on the surface of the writing instrument, it may be inconvenient to use because of its small surface area. You may operate by connecting with Bluetooth (registered trademark).
  • the point designating means 13 having a sharp tip as described above may be a ballpoint pen or a sharp pen as shown in FIGS.
  • this configuration it is possible to directly write a mark or the like at the point indicated by the point specifying means 13 when searching for the physical quantity fixed measurement point in the variable final measurement point physical quantity calculation mode or the variable final measurement point guidance mode.
  • the physical quantity has been exemplified by the length and area in the above description, but is not limited thereto. Needless to say, the physical quantity may be a volume, a surface area, an angle, a flatness, an azimuth angle, or a coordinate value. Further, by tracing the surface of the object with the surveying instrument of the second embodiment, two-dimensional shape data and three-dimensional shape data can be measured, and a shape scanner can be obtained.
  • the physical quantity based on the measurement point can be measured by a simple method, and various physical quantities can be calculated based on the coordinate value of the measurement point. It is possible to provide a general-purpose surveying device that is not specialized for the purpose of measuring the physical quantity. Conventionally, measurement work that has been performed by combining a plurality of measurement tools in a complicated manner can be realized by a single surveying instrument, and convenience is remarkably improved.
  • the measurer only needs to move to specify the measurement point, and no need to move for setup, and the man-hours for measurement are significantly reduced. Furthermore, although details will be described later, the number of man-hours can be further reduced depending on the method of specifying the measurement points.
  • the surveying instrument of the present invention employing components that can be mass-produced as components can be used as an industry.

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Abstract

　測定点に基づく物理量を簡便な方法で測定可能となる測量装置を提供する。　希望する物理量を算出する上で必要となる点（測定点）を点指定手段１３で指定し、指定された点の座標値を点座標値測定手段で測定し、測定された座標値を測定点座標値として点座標値記憶手段に記憶し、これらの処理を複数の測定点に対して必要な回数を繰り返し、点座標値記憶手段に記憶された測定点座標値に基づいて物理量を算出する。

Description

測量装置
　本発明は、立体座標測定を応用して物理量を測定する測量装置に関するものである。
　以前より、各種業務やＤＩＹ(Do It Yourself)において種々の物理量を測定したいとする需要があった。この物理量としては、長さ、角度、面積、体積、水平度、方位角度、座標値、二次元形状データ、三次元形状データなどがある。
　これらの物理量を測定する道具として、長さを測るものとしては物差、定規、曲尺、巻尺、レーザ距離計などがあり、角度を測るものとしては分度器、三角定規、トランシットなどがあり、水平、垂直を測るものとしては水平器や下げ振りなどがあり、方位角度を測るものとしては方位磁針、ジャイロコンパスなどがある。
　特に長さを測るものとしては、断面が樋状の金属巻尺やレーザ距離計などが広く利用されている。
特公昭３８－０２２９８４号公報 特開平０８－０９４３２２号公報
　しかしながら、上述の道具は特定の物理量を測定することに特化されている。巻尺で長さを測る場合を例にとると、特定の２点間の距離を測って数値として読み取ることは容易であるが、ある点から真北に２ｍ離れた点を求める場合やある点の真上１ｍの点を求める場合などは巻尺単体で実行するのは困難である。これらの場合は巻尺以外に方位磁針や下げ振りを組み合わせる必要があるが、複数の道具を同時に使用する作業は著しく煩雑である。
　このような事例は他にも多数存在し、特定用途に特化された道具はその用途に対してのみ利便性が高く、他の道具と組み合わせて使用することは考慮されていないという課題があった（複数道具同時使用問題）。
　また、同様に巻尺を例にとると、特定の２点間の距離を測るとき、その距離が人間の手の直接届く範囲を越えていた場合には、巻尺の原点を２点のうちの１点に固定した上で巻尺を他方の１点へ引っ張るという作業が必要になる。通常、巻尺の原点には固定を補助する部品が取りつけられてはいるものの万能では無く、原点の固定の為に何かしらの段取を必要とすることが多い。そして長さを測り終った後には固定していた巻尺の原点を解放しなくてはならない。その為、原点の固定と解除という２つの手間が必要となる。
　更に、距離を測ろうとする測定者自身も２点間を最低でも１往復しなくてはならないため、２点間の距離が大きくなれば測定者の移動にかかる工数も無視できない。
　このように、測定作業以外の段取や測定者の移動といった無視できない工数が存在するという課題もあった（測定作業外準備問題）。
　加えて、特定の３点で形成される三角形の面積を求める場合を例にとると、三角形の面積は三辺の長さが判れば計算で求めることができるが、実際には「一辺ごとに巻尺などで長さを測る」「測った長さを記録する」「記録された三辺の長さに基づいて計算する」という作業が必要となる。この際に「測る時」「記録する時」「計算する時」のそれぞれについて測定者が間違いを犯す可能性があり、不正確な結果とならないようにするために測定者には相応の技能が要求される。
　このような背景があるため、測定者の技能について配慮が必要であるという課題もあった（測定者技能問題）。
　本発明は、このような背景の下に行われたものであって、測定点に基づく物理量が簡便な方法で測定可能になる測量装置を提供することを目的とする。
　そこで上述の諸問題を解決すべく本発明が成された。
　本発明の測量装置は、測定点の位置関係に基づいた物理量を算出する測量装置であって、点を指定する点指定手段と、点指定手段によって指定された点の座標値を測定する点座標値測定手段と、点の座標値を記憶する点座標値記憶手段と、情報を測量装置の外部へ出力する情報出力手段と、指示を測量装置の外部より入力する指示入力手段と、測量装置の動作を制御する制御手段と、を具備しており、制御手段は、点指定手段によって現在指定されている点が測定点である旨の指示である測定点指定完了指示を指示入力手段を通じて入力した場合に、点座標値測定手段によって点の座標値を測定し、点の座標値を測定点座標値として点座標値記憶手段に記憶する測定点座標値測定処理を行い、点座標値記憶手段に記憶されている測定点座標値に基づいて物理量の算出を行う旨の指示である物理量算出指示を指示入力手段を通じて入力した場合に、点座標値記憶手段に記憶されている測定点座標値に基づいて物理量を算出し、算出した物理量を情報出力手段を通じて出力する物理量算出出力処理を行うことを特徴としている。
　この構成により、測量装置の使用者は測定を希望する測定点を順次指定してその座標を測定していくだけで物理量の計算が可能となる。
　また、本発明の測量装置は、測定点の位置関係に基づいた物理量を算出する測量装置であって、点を指定する点指定手段と、点指定手段によって指定された点の座標値を測定する点座標値測定手段と、点の座標値を記憶する点座標値記憶手段と、情報を測量装置の外部へ出力する情報出力手段と、指示を測量装置の外部より入力する指示入力手段と、測量装置の動作を制御する制御手段と、を具備しており、制御手段は、点指定手段によって現在指定されている点が測定点である旨の指示である測定点指定完了指示を指示入力手段を通じて入力した場合に、点座標値測定手段によって点の座標値を測定し、点の座標値を測定点座標値として点座標値記憶手段に記憶する測定点座標値測定処理を行い、点座標値記憶手段に記憶されている測定点座標値と、点指定手段が現在指定している点である現在測定点について点座標値測定手段によって測定される現在測定点座標値と、に基づいて物理量を算出し、算出した物理量を現在測定点物理量として情報出力手段を通じて出力する現在測定点物理量出力処理を行うことを特徴としている。
　この構成により、測量装置の使用者は情報出力手段に出力される算出された物理量を確認しながら現在測定点を変更することが可能となる。
　また、本発明の測量装置は、測定点の位置関係に基づいた物理量を算出する測量装置であって、点を指定する点指定手段と、点指定手段によって指定された点の座標値を測定する点座標値測定手段と、点の座標値を記憶する点座標値記憶手段と、算出の目標となる物理量である所望物理量を記憶する所望物理量記憶手段と、情報を測量装置の外部へ出力する情報出力手段と、指示を測量装置の外部より入力する指示入力手段と、測量装置の動作を制御する制御手段と、を具備しており、制御手段は、所望物理量を指示入力手段を通じて入力し、所望物理量記憶手段へ記憶する所望物理量入力処理を行い、点指定手段によって現在指定されている点が測定点である旨の指示である測定点指定完了指示を指示入力手段を通じて入力した場合に、点座標値測定手段によって点の座標値を測定し、点の座標値を測定点座標値として点座標値記憶手段に記憶する測定点座標値測定処理を行い、点座標値記憶手段に記憶されている測定点座標値と、点指定手段が現在指定している点である現在測定点について点座標値測定手段によって測定される現在測定点座標値と、に基づいて物理量を現在測定点物理量として算出し、現在測定点物理量と所望物理量とを比較した結果である比較情報もしくは現在測定点物理量を所望物理量と一致させるためには現在測定点をどのように変化させれば良いかを示す誘導情報の何れかを、情報出力手段を通じて出力する現在測定点誘導出力処理を行うことを特徴としている。
　この構成により、測量装置の使用者は予め所望の物理量を測量装置に記憶させておくことによって、所望の物理量となる点と現在測定点との差異を情報出力手段を通じて知ることが可能となり、容易に所望の物理量となる点へ到達することが可能となる。
　加えて上記の測量装置は、点指定手段にはセンサが設けられており、制御手段はセンサが反応した際に測定点指定完了指示を入力したと看做すよう制御することを特徴としている。
　この構成により、測量装置の使用者は、測定点を指定する際に測量装置の点指定手段を測定点へ接触させるなどしてセンサを反応させて座標測定をすることが出来るようになるため、より使い勝手の良い装置の提供が可能となる。
　更に上記の測量装置は、制御手段は、測定点座標値測定処理において、点座標値測定手段によって連続して測定される座標値の所定時間内の変化量が所定値以下であった場合に、測定点指定完了指示を入力したと看做すよう制御することを特徴としている。
　この構成により、測量装置の使用者は、測定点を指定する際に測量装置の点指定手段を測定点へ接触させて所定の時間測量装置を移動させないように保持することで座標測定をすることが出来るようになるため、更に使い勝手の良い装置の提供が可能となる。
　更に上記の測量装置は、更にレーザ距離計を具備しており、制御手段は、レーザ距離計による測距が行われた場合に、測定点指定完了指示を入力したと看做し、更にレーザ距離計で測距を行った対象点が測定点であると看做すよう制御することを特徴としている。
　この構成により、測量装置の使用者より離れている点や障害物などで到達が困難な点を測定点として座標測定することが可能となり、より広範な使用が可能となる。
　より加えて上記の測量装置は、制御手段は、点座標値測定手段の座標系の基準となる点を指定する座標基準指定処理を更に行うことを特徴としている。
　この構成により、特定の点や直線や平面を基準とした座標系の設定が可能となり、建築物周辺や屋内での測量作業がより簡便となる。
　より加えて上記の測量装置は、方位検出手段と重力方向検出手段の何れか一方あるいは両方を更に具備することを特徴としている。
　この構成により、地球の経度緯度高度を基準とした測量作業が可能となる。
　また、本発明の測量装置において、物理量は、長さ、面積、体積、表面積、角度、水平度、方位角度、座標値、二次元形状データ、または三次元形状データのうちの何れかであることを特徴としている。
　さらに、本発明の測量装置において、点指定手段は筆記機能を有することを特徴としている。
　この構成により、点指定手段が指定している箇所に対して印の書き込み等が迅速に行えるようになり、測量作業の効率化が可能となる。
　本発明によれば、測定点に基づく物理量が簡便な方法で測定可能になる。
本発明の実施の形態の概念を示す図である。 本発明の実施の形態の概念を示す図であり、図１の構成に所望物理量記憶手段が追加された構成を示す図である。 実施例１での本発明の実施の形態の態様を表す図である。 実施例１での本発明の実施の形態の態様を表す図（点指定手段が棒状）である。 実施例１での本発明の実施の形態の態様を表す図（点指定手段がレーザ距離計）である。 実施例２での本発明の実施の形態の態様を表す図である。 実施例２での本発明の実施の形態の態様を表す断面図である。 実施例２での本発明の実施の形態の他の態様（ボールペン）を表す断面図である。 実施例２での本発明の実施の形態の他の態様（シャープペン）を表す断面図である。
発明の実施の形態
　実施例としての具体的な説明の前に、本発明の実施の形態の基本原理について説明する。
　本発明の実施の形態は、物理量を測定したい対象と物理量の種類を決定し、測定したい物理量の種類に応じて必要となる複数の「点」の座標値をそれぞれ測定し、これら測定された座標値に基づいて物理量を算出することによって実現するものである。
　物理量を算出するために座標値を測定する「点」のことを本発明の実施の形態では「測定点」と定義する。例えば、２点間の長さを測定する場合、その２点はそれぞれ測定点である。同様に、三角形の面積を測定する場合、三角形の３つの頂点はそれぞれ測定点である。
　本発明の実施の形態の基本原理はすなわち「測定点の座標値測定」「測定した座標値の記憶」「記憶した座標値に基づく物理量の算出」である。
　本発明の実施の形態において座標値の測定とは、相対的な方法および絶対的な方法の両方を含む。相対的な方法としては、仮の原点を基準とした仮想立体座標系を設定し電磁波や超音波で仮想立体座標における座標値を測定する方法や加速度センサの測定値を積算する方法が適用可能である。絶対的な方法としては、ＧＰＳやロランや携帯電話基地局電波を利用する方法などで地球の経度緯度高度情報として座標値を測定する方法が適用可能である。また、方位センサや重力センサなどを組み合わせることにより仮想立体座標系を地球の経度緯度高度へ変換可能となるので、後述の誘導情報を方位や高度で表現することが可能となる。
　加えて、本発明の実施の形態の座標値の測定で使用する座標系を使用者が任意に設定することも可能である。例えば、屋内において特定の壁や柱を基準にして机を並べたい場合には、正確な方位や鉛直の検出よりも壁の平面を基準として座標系を設定して座標値を測定した方がより効率的であるためである。
　本発明の実施の形態の形態には３つのモードがあり、それぞれ「固定測定点物理量算出モード」「可変最終測定点物理量算出モード」「可変最終測定点誘導モード」である。
　固定測定点物理量算出モードは、測定点が事前に全て決定していて、それらの測定点の座標値に基づいて物理量を算出するモードである。たとえば、特定の２点間の長さを測定する場合や三角形の頂点を基に面積を測定する場合が該当する。
　可変最終測定点物理量算出モードは、所望する物理量の種類とその物理量を算出する上で必要な測定点のうち最後の１つ（物理量確定測定点）を除いて決定しており、ある時点で測量装置の点指定手段が指定している点（現在測定点）を必要な測定点の最後の１点（物理量確定測定点）と見做して現在測定点の座標値を現在測定点座標値として測定し、現在測定点座標値と点座標値記憶手段に記憶されている座標値に基づいて物理量を算出し、情報出力手段に出力するモードである。
　このモードのときは現在測定点の座標値測定と物理量算出を一定の時間間隔で連続して行い、情報出力手段には常に最新の物理量が出力され、使用者は情報出力手段に出力される物理量を確認しながら現在測定点を任意に移動させて所望の物理量が得られる点を探ることができる。例えば、ある点から１０ｍ離れた点を探す場合などが該当する。
　可変最終測定点誘導モードは、可変最終測定点物理量算出モードと類似するが、所望する物理量（所望物理量）とその種類と所望物理量を算出する上で必要となる測定点のうち最後の１つ（物理量確定測定点）を除いて決定している場合に、現在測定点を物理量確定測定点と見做して物理量を算出し（現在測定点物理量）、所望物理量と現在測定点物理量を比較し、現在測定点をどの方向へどの程度移動させれば所望物理量が得られる点に到達するか（誘導情報）を情報出力手段に出力するモードである。
　このモードのときは現在測定点の座標値測定と物理量算出を一定の時間間隔で連続して行い、情報出力手段には常に最新の誘導情報が出力され、使用者は情報出力手段に出力される誘導情報を確認しながら現在測定点を任意に移動させて所望物理量が得られる点を探ることができる。例えば、ある点から１０ｍ離れた点を探す時に、予め１０ｍという物理量を測量装置に入力しておき、測量装置の誘導に従って該当する地点を探す場合が該当する。
　現在測定点物理量と所望物理量とを比較した結果（比較情報）を誘導情報にかわって出力しても良い。使用者は比較情報によって現在測定点と所望物理量の得られる点との差異を知ることが出来るので、現在測定点と所望物理量の得られる点との間に障害（壁や溝など）が存在する場合にその差異を元に対策を立てることが容易となる。
　以下、本発明の実施の形態にかかる測量装置（以下、本測量装置と記述する）について図面に基づいて説明する。
　図１は本発明の実施の形態に係る測量装置の概念を示す図である。測量装置全体１１は、制御手段１８に統轄される点座標値測定手段１２、点指定手段１３、点座標値記憶手段１４、情報出力手段１５、指示入力手段１６より構成される。
　制御手段１８は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)などで構成される組込型コンピュータなどが該当する。点指定手段１３は、本測量装置の使用者が座標値を得たい点を指し示す為のものである。
　点座標値測定手段１２は、点指定手段１３が指定している点の座標値を測定するためのものである。本発明の実施の形態では座標値の測定原理については特定しない。任意の立体座標系で座標値が得られる機能のものであれば全てが該当する。
　点座標値記憶手段１４は、点座標値測定手段１２が測定した点の座標値を記憶するものであり、主に測定点座標値を記憶する目的のものであるが、これに限定されない。点座標値記憶手段１４はフラッシュメモリ、ＨＤＤ(Hard Disc Drive)、またはバッテリバックアップＲＡＭなどが該当する。制御手段１８の一部とすることも可能である。
　情報出力手段１５は、使用者に対して情報を伝達するものである。液晶ディスプレイまたはスピーカなどが該当する。
　指示入力手段１６は、使用者からの指示を受け付けるものである。スイッチ、タッチパネル、またはマイクロフォンなどが該当する。
　図２は、図１とほぼ同じであるが、所望物理量記憶手段１７が追加されている。所望物理量記憶手段１７は、使用者が測量の条件として予め決定している所望物理量を記憶するものであり、フラッシュメモリ、ＨＤＤ、またはバッテリバックアップＲＡＭなどが該当する。なお、所望物理量記憶手段１７は、図１に示す例のように、制御手段１８の一部とすることも可能である。
（実施例１）
　実施例１では、図３、図４、図５に基づいて、固定測定点物理量算出モード、可変最終測定点物理量算出モード、および可変最終測定点誘導モードの動作について説明する。
（固定測定点物理量算出モード）
　測定点が予め全て決定している場合がこのモードに該当する。すなわち、使用者が物理量を数値として得たい場合である。以下、使用者が点Ａ、Ｂ、Ｃの３点で構成される三角形の面積を測定する作業を例にして説明する。
　使用者はまず本測量装置の電源を入れる。この際に初期設定が行われる。その後に使用者は本測量装置に対して「３点座標値による三角形面積算出を行う」旨の指示を行う。
　次に使用者は本測量装置を持って点Ａ近傍へ移動し、点指定手段１３を測定点に接触させる。点指定手段１３は図３においては本測量装置の下面前方の一角に配してある。図４のように、この点指定手段１３は引き出して鋭利な先端となるようにすることもできる。本測量装置中に図示しないスイッチがこの引きだし操作を検知し、図４のようにした場合には、制御手段１８は鋭利な先端が座標値を測定する点となるよう制御を行う。
　このようにした上で使用者は指示入力手段１６を通じて測定点指定完了指示を本測量装置に対して行う。これはすなわち「点指定手段１３で現在指している点を測定点として座標値を測定せよ」との使用者の指示である。
　あるいは、図４で示すような点指定手段１３にセンサを設けるのも良い。このセンサは点指定手段１３が測定点と接触する際に一定以上の押圧力がかかったことを検知して自動的に上述の測定点指定完了指示が入力されたものと看做すことにより、測定点の指定がより簡便になる。押圧時に点指定手段１３が節度感（クリック感）を発生するような機構を採用しても良い。
　さらには、点座標値測定手段１２による座標値測定を連続して行い、所定時間内での座標値の変化量が所定値以下となった場合に自動的に上述の測定点指定完了指示が入力されたものと看做すことにしても良い。これは、測定点を点指定手段１３で指定した状態のまま所定時間保持するような方法で測定点の指定が可能となり、さらに簡便となる。特に測定点が軟弱である場合には押圧力によって測定点が移動したり破損したりすることを防止でき好適である。
　また、図５のように点指定手段１３の替わりにレーザ距離計を用いても良い。この場合にはレーザ光線１３ａによって照射される点が測定点となり、レーザ距離計が距離の測定を完了した時点で上述の測定点指定完了指示が入力されたものと看做すことができる。制御手段１８はレーザ距離計で測定された距離が点座標値測定手段１２の測定する座標値に利用されるよう制御する。
　前述の点指定手段１３の引き出し操作を検知するスイッチで鋭利な先端が突出している状態の時はレーザ距離計が動作しないように制御しても良い。このようにするとレーザ距離計が動作可能な状態かどうかが一目で判るため、周囲の人間に誤ってレーザ光線を照射してしまう事故を防ぐことが可能となる。
　このようにして、点Ａを第一の測定点として座標値測定が行われ、この座標値は点座標値記憶手段１４に測定点座標値として記憶される。
　次に使用者は本測量装置を持って点Ｂ近傍へ移動し、点Ｂを第二の測定点として同様に座標値を測定する。結果、点Ｂの座標値も点座標値記憶手段１４に測定点座標値として記憶される。
　更に使用者は本測量装置を持って点Ｃ近傍へ移動し、点Ｃを第三の測定点として同様に座標値を測定する。結果、点Ｃの座標値も点座標値記憶手段１４に測定点座標値として記憶される。
　使用者が点Ｃの座標値の測定を終えた時点で三角形の面積を算出するために必要な材料が揃うので、ここで使用者は物理量算出指示を指示入力手段１６を通じて本測量装置へ指示する。本測量装置はこの物理量算出指示を受けて点座標値記憶手段１４に記憶されている測定点Ａ、Ｂ、Ｃの座標値を元にして三角形の面積を算出し、情報出力手段１５に出力する。使用者がこの出力された面積を得て一連の測量作業は終了する。
　なお、事前に「３点座標値による三角形面積算出を行う」旨の指示をしているので、使用者が明確に物理量算出指示を本測量装置に対して行わなくても、第三の測定点である点Ｃの座標値を測定し終えた時点で三角形の面積を算出して情報出力手段１５へ出力するようにしても良い。
（可変最終測定点物理量算出モード）
　測定点が最後の１つを除いて予め決定している場合がこのモードに該当する。すなわち、使用者が物理量を数値としてある程度想定していて実地に物理量を測定しながら最後の測定点を決定したい場合である。以下、使用者が点Ａ、Ｂ、Ｃの３点で構成される三角形の面積を測定する作業を例にして説明する。
　使用者はまず本測量装置の電源を入れる。この際に初期設定が行われる。その後に使用者は本測量装置に対して「３点座標値による三角形面積算出を行う」旨の指示を行う。この際に「最後の１点が可変である」旨の指示も併せて行う。
　次に使用者は本測量装置を持って点Ａ近傍へ移動し、点指定手段１３を点Ａに接触させる。点指定手段１３については上述の図３～図５についての説明が同様に適用される。
　このようにした上で使用者は指示入力手段１６を通じて測定点指定完了指示を本測量装置に対して行う。この結果、点Ａを第一の測定点として座標値測定が行われ、この座標値は点座標値記憶手段１４に測定点座標値として記憶される。
　次に使用者は本測量装置を持って点Ｂ近傍へ移動し、点Ｂを第二の測定点として同様に座標値を測定する。結果、点Ｂの座標値も点座標値記憶手段１４に測定点座標値として記憶される。
　この時点で、三角形の面積を求める上で必要となる３つの頂点の座標値のうち２つ（点Ａおよび点Ｂ）の測定点座標値は測定が完了して点座標値記憶手段１４に記憶されているので、本測量装置の点指定手段１３が現在指し示している点（現在測定点）を残りの１つの測定点（物理量確定測定点）として見做し座標値を測定して物理量を算出し（現在測定点物理量）、情報出力手段１５を通じて使用者へ出力する。この座標値測定、現在測定点物理量算出、使用者への出力は一定の時間間隔で連続して行われるので、使用者は出力される現在測定点物理量を判断しながら本測量装置の位置を任意に変更させて所望の物理量が得られる点Ｃを探ることが可能となる。
（可変最終測定点誘導モード）
　このモードは前述の可変最終測定点物理量算出モードと似ているが、所望の物理量が事前に確定している点で異なる。所望の物理量と測定点が最後の１つ（物理量確定測定点）を除いて予め決定している場合がこのモードに該当する。すなわち、使用者が所望の物理量を数値として明確に認識していて物理量確定測定点を探りたい場合である。以下、使用者が点Ａ、Ｂ、Ｃの３点で構成される三角形の面積を測定する作業を例にして説明する。
　使用者はまず本測量装置の電源を入れる。この際に初期設定が行われる。その後に使用者は本測量装置に対して「３点座標値による三角形面積算出を行う」旨の指示を行う。この際に、所望の物理量の具体的な数値を入力して所望物理量記憶手段１７に記憶し（所望物理量入力処理）、「最後の１点が可変である」旨の指示も併せて行う。なお、図１の構成では、制御手段１８の一部に、所望物理量記憶手段１７に相当する機能が含まれている。
　次に使用者は本測量装置を持って点Ａ近傍へ移動し、点指定手段１３を点Ａに接触させる。点指定手段１３については上述の図３～図５についての説明が同様に適用される。
　このようにした上で使用者は指示入力手段１６を通じて測定点指定完了指示を本測量装置に対して行う。この結果、点Ａを第一の測定点として座標値測定が行われ、この座標値は点座標値記憶手段１４に測定点座標値として記憶される。
　次に使用者は本測量装置を持って点Ｂ近傍へ移動し、点Ｂを第二の測定点として同様に座標値を測定する。結果、点Ｂの座標値も点座標値記憶手段１４に測定点座標値として記憶される。
　この時点で、三角形の面積を求める上で必要となる３つの頂点の座標値のうち２つ（点Ａおよび点Ｂ）の測定点座標値は測定が完了して点座標値記憶手段１４に記憶されているので、本測量装置の点指定手段１３が現在指し示している点（現在測定点）を残りの１つの測定点（物理量確定測定点）として見做し座標値を測定して物理量を算出し（現在測定点物理量）、所望物理量記憶手段１７に記憶されている所望物理量と現在測定点物理量とを比較し、本測量装置をどの方向へどの程度移動させたら現在測定点物理量が所望物理量と一致するか（誘導情報）を情報出力手段１５を通じて使用者に出力する。誘導情報以外に比較した結果（比較情報）を情報出力手段１５を通じて出力しても良い。
　この「現在測定点座標値測定」「現在測定点物理量算出」「所望物理量との比較」「使用者への誘導情報、比較情報の出力」は一定の時間間隔で連続して行われるので、使用者は出力される誘導情報および比較情報を判断しながら本測量装置の位置を任意に変更させて所望の物理量が得られる点Ｃを探ることが可能となる。
　使用者は比較情報によって現在測定点と所望物理量の得られる点との差異を知ることも可能となるので、現在測定点と所望物理量の得られる点との間に障害（壁や溝など）が存在する場合にその差異を元に対策を立てることが容易となる。
　点座標値測定手段１２が利用する座標測定システムによっては上述の誘導情報が局地的な基準で示されることがある。例えば特定の建屋の壁や柱などを基準にしている場合がこれに該当する。この方式で誘導情報および比較情報を得たい場合には座標系の基準となる点（および点で構成される直線や平面）を本測量装置に登録する必要がある。その場合には、使用者は本測量装置を指示入力手段１６を通じて座標基準指定モードにした上で、点指定手段１３で基準としたい壁面を指定して「点指定手段１３が現在指定している点の座標値を座標基準として指定する」旨を指示入植手段１６を通じて指示し、本測量装置はこの指示を受けて点座標値測定手段１２によって座標値を測定し、点座標値記憶手段１４に座標基準指定座標値として記憶する。直線を座標系の基準としたい場合には座標基準指定座標値を２つ、平面を座標系の基準としたい場合には座標基準指定座標値を３つ、指定する。
　本測量装置に対して、更に方位検出手段（方位センサ）や重力方向検出手段（Ｇセンサ）などを追加することにより、方位や高度に基づくより明確な誘導情報を出力することも可能となる。
（レーザ距離計による測定点指定方法）
　前述の固定測定点物理量算出モードにおいて、同様に使用者が点Ａ、Ｂ、Ｃの３点で構成される三角形の面積を測定する作業を例にしてレーザ距離計での測定点指定方法を説明する。
　使用者はまず本測量装置の電源を入れる。この際に初期設定が行われる。その後に使用者は本測量装置に対して「３点座標値による三角形面積算出を行う」旨の指示を行う。
　次に使用者は本測量装置を持って点Ａ近傍へ移動し、レーザ光線受発光部１３ｂを点Ａへ向け、レーザ測距スイッチ（図示せず）を操作する。
　可視光としてのレーザ光線１３ａがレーザ光線受発光部１３ｂより射出するので、使用者はこのレーザ光線１３ａが点Ａに照射されるようにし、一定時間この状態を保持する。
　この結果、制御手段１８はレーザ光線受発光部１３ｂと点Ａとの距離Ｌを測定し、併せてこの時点での測量装置１０の座標値Ｐも測定する。この後にレーザ光線１３ａの射出を終了する。
　制御手段１０は方位検出手段（図示せず）および重力方向検出手段（図示せず）により測量装置１０より射出するレーザ光線１３ａの方向Ｖが得られるので、測定した測量装置１０の座標値Ｐに前述のＬおよびＶに基づいた値を加算することで点Ａの座標値が得られる。
　このようにして、使用者は測量装置１０を点Ａに直接接触させずとも点Ａを測定点として指定できるため、使用者と点Ａの間に障害物（溝や柵など）がある場合には好適である。
　同様にして点Ｂと点Ｃを測定点として指定することにより点ＡＢＣによって構成される三角形の面積を求めることができる。
　なお、前記で使用者は点Ａ近傍へ移動する旨を説明したが、移動せず一箇所に留まったまま点Ａ、Ｂ、Ｃを測定点として指定することも可能である。この場合、使用者が移動する必要が無いので測量能率が大幅に向上する。
（固定測定点物理量算出モードにおける角度測定方法）
　前述の固定測定点物理量算出モードにおいて、同様に使用者が点Ａ、Ｂ、Ｃの３点により構成される線分ＡＢおよび線分ＡＣの交差角度（角ＢＡＣの角度）を測定する方法について説明する。
　使用者はまず本測量装置の電源を入れる。この際に初期設定が行われる。その後に使用者は本測量装置に対して「３点座標値による２線分交差角度算出を行う」旨の指示を行う。
　次に使用者は本測量装置を持って点Ａ近傍へ移動し、点指定手段１３を測定点である点Ａに接触させる。この点Ａは測定対象となる角度を構成する点（線分の交差する箇所）として扱う。
　このようにした上で使用者は指示入力手段１６を通じて測定点指定完了指示を本測量装置に対して行う。これはすなわち「点指定手段１３で現在指している点を測定点として座標値を測定せよ」との使用者の指示である。なお、測定点の他の指定方法については固定測定点物理量算出モードの説明と同様である。測定された座標値は点座標値記憶手段１４に点Ａの測定点座標値として記憶される。続けて点Ｂおよび点Ｃについても同様に測定点として座標値を測定し、点座標値記憶手段１４に記憶される。
　使用者が点Ｃの座標値の測定を終えた時点で角ＢＡＣの角度を算出するために必要な材料が揃うので、ここで使用者は物理量算出指示を指示入力手段１６を通じて本測量装置へ指示する。本測量装置はこの物理量算出指示を受けて点座標値記憶手段１４に記憶されている測定点ＡＢＣの座標値を元にして角ＢＡＣの角度を算出し、情報出力手段１５に出力する。使用者がこの出力された角度を得て一連の測量作業は終了する。
　なお、事前に「３点座標値による２線分交差角度算出を行う」旨の指示をしているので、使用者が明確に物理量算出指示を本測量装置に対して行わなくても、最後の測定点である点Ｃの座標値を測定し終えた時点で角ＢＡＣの角度を算出して情報出力手段１５へ出力するようにしても良い。
（実施例２）
　実施例２は、図６～図７に示すような筆記具型の測量装置である。実施例１で示したような羽子板様箱型筐体の測量装置と比較して更に扱いやすくなることを想定してこの形態を採用した。基本的な測定動作は実施例１と同じであるので、実施例１との差異について説明する。
　図６の筆記具型測量装置の尖鋭な先端は点指定手段１３である。図７の断面図で示す通りこの点指定手段１３は内部でセンサ１３ｃと当接しており、点指定手段１３を軸方向に押圧するとセンサ１３ｃが反応するように設けられている。このような構成を採用することにより、使用者は測定点を指定する際に筆記具の先端で刺すようにして指定することが可能となるので、測定点指定作業の能率が向上する。また細かい箇所を測定点として指定できるので精密な測定作業に適している。加えて、一定時間以上押圧状態を保持することで測定点を指定したことにしても良い。
　センサ１３ｃは点指定手段１３の軸方向の押圧以外に軸方向に対して直角の方向（周方向）への押圧も検出するようにしても良い。この場合、点指定手段１３の先端で測定点を刺すようしたまま本測量装置全体を周方向へ直線的に移動させるように押圧することで測定点として指定できる。このようにすると測定点では無い点を誤って点指定手段１３で刺してしまった際の誤動作を防止することができる。同様に周方向へ押圧する状態を一定時間以上保持することで測定点として指定したことにしても良い。また、パーソナルコンピュータのマウスボタンのダブルクリックやドラッグのように、一定時間内に押圧を繰返したり押圧した状態で本測量装置を移動させることに特別な機能を割り当てても良い。
　さらにこの周方向への押圧は、単に直線的なものだけではなく、円弧をなぞるように回転動作としても良い。この場合には時計回りと逆時計回りで異なる機能を付与するとより好適である。
　情報出力手段１５と指示入力手段１６は筆記具の表面に配置することも可能ではあるが、表面積が狭いことから使用する上で不便であることも考えられるので、タッチパネルを搭載した入出力端末などとＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）で接続して運用しても良い。
　上述の尖鋭な先端を持つ点指定手段１３は図８～図９に示すようなボールペンやシャープペンとしても良い。この構成を採用すると、可変最終測定点物理量算出モードや可変最終測定点誘導モードで物理量確定測定点を探る際に点指定手段１３で指し示す点にそのまま印などを書き込むことが可能となる。
　物理量は上述の説明で長さや面積を例にとってきたが、これらに限定されない。言うまでもなく物理量を体積、表面積、角度、平度、方位角度、または座標値などとすることも可能である。また、実施例２の測量装置で対象物表面をなぞることにより二次元形状データや三次元形状データも測定でき、形状スキャナとすることも可能である。
（効果について）
　以上説明したように、測量装置１０，２０によれば、測定点に基づく物理量が簡便な方法で測定可能になると共に、測定点の座標値に基づいて様々な物理量が算出可能となるので、特定の物理量を測定する目的に特化されたものでは無い汎用的な測量装置を提供することが可能となる。従来では複数の測定道具を複雑に組み合わせて行っていた測定作業が単一の測量装置で実現可能となり、利便性が著しく向上する。
　また、測定者は測定点の指定のための移動のみが必要とされ、段取のための移動が不要となり、測定のための工数が著しく低減する。更に、詳細は後述するが、測定点の指定方法によっては更なる工数低減が可能である。
　加えて、測定結果の記録や計算は測量装置内で実行されるので測定者が間違いを犯す可能性が激減し、結果の正確性が向上する。また、作業手順さえ理解できれば誰にでも使用可能となるので測定者の技能について格別の配慮する必要性が低減する。
　さらには、測定点が点指定手段によって明示されているので、点指定手段が有している筆記機能を利用して測定点に対して印などを書き込みが出来る為、測量結果を他の作業で利用する場合にはより好適である。
　結果として、前述の複数道具同時使用問題、測定作業外準備問題、または測定者技能問題のいずれかまたは複数を解決することができる。
　量産可能な部品を構成要素として採用した本発明の測量装置は産業として利用可能である。
１０　　測量装置
１１　　測量装置全体
１２　　点座標値測定手段
１３　　点指定手段
１３ａ　レーザ光線
１３ｂ　レーザ光線受発光部
１３ｃ　センサ
１４　　点座標値記憶手段
１５　　情報出力手段
１６　　指示入力手段
１７　　所望物理量記憶手段
１８　　制御手段
２０　　測量装置
３０　　実施例１にかかる発明の外観図

Claims (10)

  1. 　測定点の位置関係に基づいた物理量を算出する測量装置であって、
    　点を指定する点指定手段と、前記点指定手段によって指定された点の座標値を測定する点座標値測定手段と、前記点の座標値を記憶する点座標値記憶手段と、情報を前記測量装置の外部へ出力する情報出力手段と、指示を前記測量装置の外部より入力する指示入力手段と、前記測量装置の動作を制御する制御手段と、を具備しており、
    　前記制御手段は、
    　前記点指定手段によって現在指定されている点が測定点である旨の指示である測定点指定完了指示が前記指示入力手段を通じて入力された場合に、前記点座標値測定手段によって該点の座標値を測定し、該点の座標値を測定点座標値として前記点座標値記憶手段に記憶する測定点座標値測定処理を行い、
    　前記点座標値記憶手段に記憶されている測定点座標値に基づいて物理量の算出を行う旨の指示である物理量算出指示が前記指示入力手段を通じて入力された場合に、前記点座標値記憶手段に記憶されている測定点座標値に基づいて物理量を算出し、算出した該物理量を前記情報出力手段を通じて出力する物理量算出出力処理を行う、
    　ことを特徴とする測量装置。
  2. 　測定点の位置関係に基づいた物理量を算出する測量装置であって、
    　点を指定する点指定手段と、前記点指定手段によって指定された点の座標値を測定する点座標値測定手段と、前記点の座標値を記憶する点座標値記憶手段と、情報を前記測量装置の外部へ出力する情報出力手段と、指示を前記測量装置の外部より入力する指示入力手段と、前記測量装置の動作を制御する制御手段と、を具備しており、
    　前記制御手段は、
    　前記点指定手段によって現在指定されている点が測定点である旨の指示である測定点指定完了指示が前記指示入力手段を通じて入力された場合に、前記点座標値測定手段によって該点の座標値を測定し、該点の座標値を測定点座標値として前記点座標値記憶手段に記憶する測定点座標値測定処理を行い、
    　前記点座標値記憶手段に記憶されている測定点座標値と、前記点指定手段が現在指定している点である現在測定点について前記点座標値測定手段によって測定される現在測定点座標値と、に基づいて物理量を算出し、算出した該物理量を現在測定点物理量として前記情報出力手段を通じて出力する現在測定点物理量出力処理を行う、
    　ことを特徴とする測量装置。
  3. 　測定点の位置関係に基づいた物理量を算出する測量装置であって、
    　点を指定する点指定手段と、前記点指定手段によって指定された点の座標値を測定する点座標値測定手段と、前記点の座標値を記憶する点座標値記憶手段と、算出の目標となる物理量である所望物理量を記憶する所望物理量記憶手段と、情報を前記測量装置の外部へ出力する情報出力手段と、指示を前記測量装置の外部より入力する指示入力手段と、前記測量装置の動作を制御する制御手段と、を具備しており、
    　前記制御手段は、
    　前記所望物理量が前記指示入力手段を通じて入力された場合に、該所望物理量を前記所望物理量記憶手段へ記憶する所望物理量入力処理を行い、
    　前記点指定手段によって現在指定されている点が測定点である旨の指示である測定点指定完了指示が前記指示入力手段を通じて入力された場合に、前記点座標値測定手段によって該点の座標値を測定し、該点の座標値を測定点座標値として前記点座標値記憶手段に記憶する測定点座標値測定処理を行い、
    　前記点座標値記憶手段に記憶されている測定点座標値と、前記点指定手段が現在指定している点である現在測定点について前記点座標値測定手段によって測定される現在測定点座標値と、に基づいて物理量を現在測定点物理量として算出し、該現在測定点物理量と前記所望物理量とを比較した結果である比較情報もしくは該現在測定点物理量を前記所望物理量と一致させるためには現在測定点をどのように変化させれば良いかを示す誘導情報の何れか若しくは両方を、前記情報出力手段を通じて出力する現在測定点誘導出力処理を行う、
    　ことを特徴とする測量装置。
  4. 　請求項１～請求項３のうち一項に記載の測量装置において、
    　前記点指定手段にはセンサが設けられており、前記制御手段は該センサが反応した際に前記測定点指定完了指示を入力したと看做すよう制御する、
    　ことを特徴とする測量装置。
  5. 　請求項１～請求項３のうち一項に記載の測量装置において、
    　前記制御手段は、前記測定点座標値測定処理において、前記点座標値測定手段によって連続して測定される座標値の所定時間内の変化量が所定値以下であった場合に、前記測定点指定完了指示を入力したと看做すよう制御する、
    　ことを特徴とする測量装置。
  6. 　請求項１～請求項３のうち一項に記載の測量装置において、
    　更にレーザ距離計を具備しており、前記制御手段は、該レーザ距離計による測距が行われた場合に、前記測定点指定完了指示を入力したと看做し、更に該レーザ距離計で測距を行った対象点が前記測定点であると看做すよう制御する、
    　ことを特徴とする測量装置。
  7. 　請求項１～請求項６のうち一項に記載の測量装置において、
    　前記制御手段は、前記点座標値測定手段の座標系の基準となる点を指定する座標基準指定処理を更に行う、
    　ことを特徴とする測量装置。
  8. 　請求項１～請求項７のうち一項に記載の測量装置において、
    　方位検出手段と重力方向検出手段の何れか一方あるいは両方を更に具備する、
    　ことを特徴とする測量装置。
  9. 　請求項１～請求項８のうち一項に記載の測量装置において、
    　前記物理量は、長さ、面積、体積、表面積、角度、水平度、方位角度、座標値、二次元形状データ、または三次元形状データのうちの何れかである、
    　ことを特徴とする測量装置。
  10. 　請求項１～請求項９のうち一項に記載の測量装置において、
    　前記点指定手段は、筆記機能を有する、
    　ことを特徴とする測量装置。
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